АНКЕР МНОГОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ Российский патент 2024 года по МПК E21D21/00 F16B2/22 

Изобретение относится к области транспорта, а именно к самовытаскиванию застрявших автомобилей в горной местности.

При застревании грузовых и легковых автомобилей используют штатные лебедки, предусмотренные комплектацией транспортного средства заводом-изготовителем [1], или переносные лебедки [2]. Канат лебедки прикрепляют к неподвижному предмету, лебедку включают на наматывание каната на барабан. Для реализации подобного способа при отсутствии предметов, за которые можно закрепить канат лебедки, характерный для горной местности с преимущественным залеганием скальных грунтов, используются анкеры.

Известен анкерный болт для горной породы [3], включающий уплотнительный узел, трубку, стержень, заполняемый строительным раствором.

Недостатками устройства являются: высокая металлоемкость, одноразовое использование, потребность в длительном времени, необходимом для застывания строительного раствора до расчетной прочности.

Известны различные конструкции канатных анкеров [4], содержащие корпус, гайку для натягивания каната, муфту, клин. В строительстве широко используются фундаментные самоанкирующиеся болты [5] в виде металлического прута, на одном конце которого имеется резьба, а на другом анкерный элемент.

Недостатками подобных устройств являются: высокая металлоемкость, одноразовое использование.

Наиболее близким аналогом является анкерный болт с механическим анкером [6] включающий: стержень, оправку, анкерное устройство, расширяющий элемент, перемещающийся элемент с возможностью вращения.

Анкерный болт принят за прототип.

Недостатками устройства являются: высокая металлоемкость, одноразовое использование.

Целью предлагаемого изобретения является снижение материалоемкости анкера. Заявленная цель реализуется за счет изготовления элементов анкера из замкнутых высокопрочных герметичных мягких оболочек, заполняемых газом (воздухом) под давлением, обеспечивающим жесткость и несущую способность устройства, а так же многоразовостью использования.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на:

- фиг. 1 - анкер в состоянии заполнения сжатым газом;

- фиг. 2 - анкер в состоянии приложения выдергивающей силы.

Анкер многоразового использования для скальных грунтов (фиг. 1) содержит: оболочку-оправку 1, воздушный клапан 2, расширяющую оболочку 3, соединительный воздуховод 4, сетчатый чехол 5, тяговый канат 6 с петлей 7.

Оболочка-оправка 1 представляет собой герметичную замкнутую оболочку, выполняемую из 2 - 3-слойной прорезиненной технической ткани, например, 51-ЗТ-185 с покрытием [7] в форме вытянутого тороида. Торец оболочки-оправки 1 снабжается воздушным клапаном 2 шарикового или ниппельного типа для заполнения анкера сжатым газом (воздухом) через шланг 8 от источника сжатого газа (например, от компрессора автомобиля, ручного ножного либо электрического автомобильного насоса, баллона со сжатым газом).

Расширяющая оболочка 3 выполняется в форме конуса из материала, аналогичного материалу оболочки-оправки 1. Диаметр основания расширяющей оболочки 3 в заполненном газом состоянии должен быть больше диаметра внутренней свободной полости тороида оболочки-оправки 1, заполненной газом, но меньше наружного диаметра анкера.

Внутренние полости оболочки-оправки 1 и расширяющей оболочки 3 соединены упругим воздуховодом 4 в форме трубчатой спирали, выполняемой, например, из армированной резины. Для соединения полостей элементов анкера концы воздуховода снабжаются муфтами, а оболочки 1, 3 штуцерами.

Длина растянутого воздуховода 4 должна быть не менее длины оболочки-оправки 1.

Силовой чехол 5 выполняют в форме сетчатого конуса из синтетического высокопрочного кордового шнура. В нем размещают расширяющую оболочку 3. Силовому чехлу 5 придают такой размер, чтобы в заполненном газом под давлением состоянии расширяющая оболочка 3 плотно охватывалась силовым чехлом 5. Концы части кордовых шнуров выводят за пределы вершины силового чехла 5, сплетают в тяговый канат 6, конец которого заплетают в петлю 7. Тяговый канат 6 пропускают через внутреннюю незамкнутую полость тороида оболочки-оправки 1 так, чтобы к петле 7 можно было бы прикрепить канат 8 лебедки автомобиля.

Анкер многоразового использования для скальных грунтов работает следующим образом:

1. С помощью бурильных средств в скальном грунте выполняют шпур (скважину) 9 расчетного диаметра (фиг. 1. 2).

2. Подготавливают анкер, для чего разворачивают не заполненные газом оболочки 1 и 3 анкера. Тяговый канат 6 силового чехла 5 с размещенной в нем расширяющей оболочкой 3 пропускают через внутреннюю незамкнутую полость оболочки-оправки 1 так чтобы петля 7 была ориентирована в сторону воздушного клапана 2. Полости оболочек 1 и 3 соединяют между собой воздуховодом 4.

3. Анкер сворачивают в рулон. При необходимости для облегчения формирования рулона вокруг него делают несколько круговых или спиральных туров по всей длине шнуром с низким расчетным сопротивлением разрыву.

4. Свернутый в рулон анкер помещают в шпур 9 расширяющей оболочкой 3 вперед так, чтобы петля 7 выступала из шпура 9 и была доступна для крепления каната 8 лебедки автомобиля.

5. К воздушному клапану 2 подключают шланг источника сжатого газа, приводят его в действие и создают в оболочках анкера расчетное избыточное давление газа.

По выполнению операций 1-5 анкер к работе готов.

Несущая способность анкера будет определяться площадью цилиндрической наружной поверхности стационарной оболочки, избыточным давлением газа в оболочках анкера и силами трения между материалом покрытия оболочки-оправки 1 и внутренней поверхностью шпура.

При приложении нагрузки от каната 8 лебедки автомобиля к тяговому канату 6 анкера силовой чехол 5 с размещенной в нем расширяющей оболочкой 3, перемещаясь в осевом направлении, начинает втягивать ее во внутреннюю незамкнутую полость оболочки-оправки 1 и работает как клин (фиг. 2). Оболочки 1, 3 деформируются, их объем уменьшается, а избыточное давление газа в анкере увеличивается, соответственно, увеличивая его несущую способность.

После вытаскивания застрявшего автомобиля воздушный клапан 2 открывают, воздух из анкера выходит в атмосферу, после чего анкер извлекают из шпура 9.

Анкер в сложенном состоянии транспортабелен и может использоваться повторно, в том числе - в горном деле. Возможно управление несущей способностью анкера, поскольку она будет определяться величиной избыточного давления газа в устройстве, обеспечивающим давление поверхности оболочки-оправки на стенки шпура.

Предлагаемый анкер многоразового использования для скальных грунтов может найти применение для вытаскивания лебедкой застрявших автомобилей в условии горной местности при отсутствии неподвижных предметов, к которым можно прикрепить канат лебедки.

Кроме того, счет упругих свойств материала оболочек анкер обладает демпфирующими свойствами, поэтому может успешно применяться в качестве крепления к скальным грунтам дорожно-мостовых конструкций, воспринимающих динамические нагрузки.

Использованные источники:

1. Вытаскивание объектов. Studopedia. ru /1_78537_vitaskivanie -obektov: html.

2. Ручные лебедки. Все вручную. Журнал «4x4 Club». 4x4 Media. 87 - ruchnye - lebedki - vsjo. опубл. 23.02.2007.

3. RU №2651681 E21D 21/00. Анкерный болт для горной породы.

4. RU №2626478 E21D 21/00. Канатный анкер.

5. ГОСТ 24 379.1- 2012 Болты фундаментные. Конструкция и размеры.

6. RU №2470158 E21D 21/00. Анкерный болт с механическим анкером, опубл. 20.12.2012 г.

7. Ткани прорезиненные вулканизированные ТУ 59-041-2005.

Изобретение относится к анкеру многоразового использования для скальных грунтов. Техническим результатом является снижение материалоемкости анкера, а также создание многоразового анкера. Анкер содержит изготавливаемую из 2-3-слойной прорезиненной технической ткани герметичную замкнутую оболочку-оправку в виде вытянутого по оси тороида. Торец оболочки-оправки снабжен воздушным клапаном. Также анкер содержит конусообразную расширяющую герметичную оболочку, изготавливаемую из 2-3-слойной прорезиненной технической ткани, помещаемую в силовой чехол. Силовой чехол выполнен в форме сетчатого конуса из синтетического кордового шнура, с пропускаемым через внутреннюю незамкнутую полость оболочки-оправки тяговым канатом с петлей. Внутренние полости оболочки-оправки и расширяющей оболочки соединены упругим воздуховодом. Диаметр основания конуса расширяющей оболочки в заполненном газом состоянии выполнен больше диаметра внутренней свободной полости тороида оболочки-оправки, заполненной газом, но меньше наружного диаметра анкера. 2 ил.

Анкер многоразового использования для скальных грунтов, содержащий: изготавливаемую из 2-3-слойной прорезиненной технической ткани герметичную замкнутую оболочку-оправку в виде вытянутого по оси тороида, причем торец оболочки-оправки снабжен воздушным клапаном; конусообразную расширяющую герметичную оболочку, изготавливаемую из 2-3-слойной прорезиненной технической ткани, помещаемую в силовой чехол, выполненный в форме сетчатого конуса из синтетического кордового шнура, с пропускаемым через внутреннюю незамкнутую полость оболочки-оправки тяговым канатом с петлей для крепления каната лебедки, при этом внутренние полости оболочки-оправки и расширяющей оболочки соединены упругим воздуховодом, а диаметр основания конуса расширяющей оболочки в заполненном газом состоянии выполнен больше диаметра внутренней свободной полости тороида оболочки-оправки, заполненной газом, но меньше наружного диаметра анкера.